OpenCV Python
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OpenCV Python
Algaba Borrego, MiguelFernández Gersol, Jerónimo
Llamas Iniesta, Jaime
Python
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Python
• Lenguaje de programación de alto nivel.
• Surge a finales de los años 80 (Guido Van Rossum) como sucesor del lenguaje ABC.
• Su nombre proviene de la afición de su creador por los ‘Monthy Python’.
Python
• El objetivo de Guido era cubrir la necesidad de un lenguaje orientado a objetos de sencillo uso que sirviese para tratar diversas tareas dentro de la programación que habitualmente se hacía en Unix usando C.
• Actualmente trabaja en Zope, una plataforma de gestión de contenidos y servidor de aplicaciones para el web, por supuesto, programada por completo en Python.
Python
• Es un lenguaje interpretado, no es necesario compilar el código fuente para ejecutarlo.
• En los últimos años se ha hecho popular:– Gran cantidad de librerías, tipos de datos y
funciones que contiene.– Sencillez y rapidez para crear programas. Puede
tener de 3 a 5 líneas de código menos que C o Java por cada 10 líneas.
– Es gratuito para propósitos empresariales.
Python
• Conclusión:– Python se encuentra en movimiento y pleno
desarrollo, pero ya es una realidad para realizar todo tipo de programas que se ejecuten en cualquier máquina.
– Algunas de las empresas que utilizan Python son Google, Yahoo, la NASA, Walt Disney…
– Aunque la documentación de este lenguaje se encuentra en Inglés, su creciente popularidad hace que vayan apareciendo los primeros tutoriales en lenguaje hispano.
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Características
• Lenguaje de programación multiparadigma.– Programación orientada a objetos.– Programación imperativa.– Programación funcional.
• Dinámicamente tipificado.– Información menos explícita en el código.– Verificaciones en tiempo de ejecución.
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Características
• Recolección de basura.• CPython– Es la implementación más usada.– Está escrita en C.– Soporta múltiples plataformas (Linux, Solaris, Mac
OS X, Windows, BSD, …).– Provee una API para el lenguaje C lo que supone
hacer este lenguaje fácilmente extensible (módulos C y C++).
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Características
• Filosofía análoga a Unix.• Código «pythónico».• Principios:– Simple es mejor que complejo.– La legibilidad cuenta.– Ahora es mejor que nunca.– Los casos especiales no son tan especiales como
para quebrantar las reglas.– …
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Elementos del lenguaje
• Python fue diseñado para ser leído con facilidad.
• El contenido de los bloques de código (bucles, funciones, clases, etc..) es declarado mediante espacios o tabuladores (identación).
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Elementos del lenguaje
• Tipos de datosTipo Clase Notas Ejemplo
int Entero Número entero 30
float Decimal Coma flotante 3.1416
bool Booleano Valor verdadero o falso True, False
str Cadena Inmutable ‘Hola’
list Secuencia Mutable [3.0, ‘Hola’]
tuple Secuencia Inmutable (3.0,’Hola’)
set Conjunto Mutable, sin orden, sin duplicados Set([3.0,’Hola’])
frozenset Conjunto Inmutable, sin orden, sin duplicados Frozenset([3.0,’Hola’])
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Elementos del lenguaje
• Listas y tuplas: Las listas se caracterizan por ser mutables, es decir, pueden cambiar su contenido en tiempo de ejecución, mientras que las tuplas son inmutables.
LISTA = [ elementos* ]TUPLA = ( elementos* )
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Elementos del lenguaje
• Diccionarios (mapping):Contienen elementos separados por comas, donde cada elemento está formado por un par clave:valor . Los valores son mutables pero no así sus claves.
MAPPING = { clave:valor * }
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Elementos del lenguaje
• Conjuntos:Se construyen mediante set(items) donde items es cualquier objeto iterable, como listas o tuplas. Los conjuntos no mantienen el orden ni contienen elementos duplicados.
CONJUNTO = set([(lista | tupla)*])
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Elementos del lenguaje
• Listas por comprensión:Acumulan en una lista los valores generados por expresiones generadoras. La sintaxis de una lista por compresión es:
[ expresión de los elementos | expresión generadora ]
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Funciones
• Las funciones definen mediante la palabra clave def, seguida del nombre de la función y sus parámentros.
• Otra forma de escribir funciones es mediante la palabra clave lambda (como en LISP).
• El valor devuelto será el que indique la instrucción return.
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Clases
• Las clases se definen mediante la palabra clave class, seguida del nombre la clase y, si hereda de otra clase, el nombre de esta.
• De forma parecida a otros lenguajes de programación donde existen restricciones de acceso a una variable o método, en Python se utilizan las barras bajas «__» antes del nombre para indicar la privacidad (funciones) y la palabra reservada self (propiedades).
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Módulos
• Existen muchas propiedades que se pueden agregar al lenguaje importando módulos, que son "minicódigos" (la mayoría escritos también en Python) que proveen de ciertas funciones y clases para realizar determinadas tareas.– Import os (os.name)– Import tkInter– Import time (time.strftime)
Core y Highgui
Core
• Basic Structures• Operations on Arrays• Dynamic Structures• Drawing functions• XML/YAML Persistence• Clustering• Utility and System Functions and Macros
Basic Structures
• CvPoint y variantes– CvPoint 2D32f, CvPoint3D32f, CvPoint2D64f, CvPoint3D64f
• CvSize• CvRect• CvScalar• CvArr, CvMat, IplImage• CvTermCriteria
Operations on Arrays
• Operaciones aritméticas (Add, Sub, Mul, Div, Pow, Sqrt…)
• Operaciones lógicas (Not, And, Or, Xor…)• Operaciones de transformación– Lineales (ConvertScale, ConvertScaleAbs…)– No Lineales (PerspectiveTransform, DCT, DFT…)
• Otras:– EigenVV, LUT, Flip, Inv, Round, SolveCubic, Split…
Operations on Arrays
Dynamic Structures
• CvMemStorage• CvSeq• CvSet• CloneSeq• CreateMemStorage• SeqInvert• SeqRemove• SeqRemoveSlice
Drawing Functions
• Dibujado geométrico:– Circle, Ellipse, Line, PolyLine, Rectangle
• Texto:– InitFont, PutText, GetTextSize…
• Funciones complejas:– DrawContours, FillConvexPoly
XML/YAML Persistence
• Útil para guardar/cargar archivos de configuración en/desde ficheros XML/YAML.– Load– Save
Clustering
• Kmeans 2– Función que implementa un algoritmo k-means.
Highgui
• Módulo de interfaces gráficas de usuario y componentes multimedia.
• Compatible en el uso con frameworks más complejos de interfaces gráficas.
• Se compone de dos submódulos principales:
– User Interface
– Reading and Writing Images and Video
User Interface
• CreateTrackbar, GetTrackbarPos, SetTrackbarPos
• DestroyWindow, DestroyAllWindows• NamedWindow, MoveWindow, ResizeWindow• SetMouseCallback• ShowImage• WaitKey
Reading and Writing Images and Video
• LoadImage, LoadImageM, SaveImage• CvCapture, CaptureFromCAM,
CaptureFromFile, GetCaptureProperty, SetCaptureProperty
• GrabFrame, RetrieveFrame, QueryFrame• CreateVideoWriter, WriteFrame
Reading and Writing images and Video
Reading and Writing images and Video
Image Processing
Image Processing
• Histograms• Image Filtering• Geometric Image Transformations• Miscellaneous Image Transformations• Structural Analysis and Shape Descriptors• Feature Detection• …
Histograms
• Cálculo del histograma• Comparación de
histogramas• Mínimos y máximos del
histograma• Umbralización del
histograma• …
Image Filtering
• Incluye funciones y clases para aplicar filtros lineales y no lineales
• Filtros de convolución 2D– Paso alta/baja (Laplace, Sobel,
Gauss, …)• Operaciones con elementos
estructurantes– Dilatación/Erosión– Apertura/Cierre
• …
Image Filtering
Geometric Image Transformations
• Incluye funciones que aplican transformaciones geométricas a las imágenes
• Transformaciones Euclídeas– Rotación, Traslación, Matriz de
rotación, …• Transformaciones afines
– Escalado de ejes, Matriz de transformación afín, …
• Transformaciones proyectivas– Perspectiva, Matriz proyectiva, …
Geometric Image Transformations
Miscellaneous Image Transformations
• Cambiar entre espacios de color– RGB-GRAY, RGB-HSV, …
• Componente conexa– Cálculo de componente
conexa, Rellenado por inundación, …
• Segmentación – Piramidal, Umbralización, …
Miscellaneous Image Transformations
Structural Analysis and Shape Descriptors
• Extracción de contornos• Aproximación poligonal• Cálculo del perímetro de un contorno• Cálculo del área interior de un contorno• Cálculo del rectángulo de recubrimiento• Cálculo de envolvente convexa• Cálculo del centroide• Cálculo de los momentos de Hu• …
Structural Analysis and Shape Descriptors
Feature Detection
• Detección de bordes– Operador de Canny
• Detección de esquinas– Operador de Harris
• Detección de rectas– Transformada de Hough
• …
Feature Detection
GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN
Image Processing: Demos
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Referencias
• Documentación de Python: http://es.wikipedia.org/wiki/Python
• Descripción general de CPython:http://
2010.encuentrolinux.cl/static/talks/28.pdf• Pequeño tutorial de Python
http://users.servicios.retecal.es/tjavier/python/Pequeno_tutorial_de_Pyhton.html
Referencias
• Documentación OpenCV 2.2 Python: http://opencv.jp/opencv-2.2_org/py/
• Imágenes: http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada
Enlaces interesantes
• Python en Googlehttp://www.vivalinux.com.ar/articulos/python-en-google
• Python en Walt Disneyhttp://www.oreillynet.com/pub/a/oreilly/python/news/disney_0201.html